主要的造岩矿物
镁铁质矿物
又称深色矿物、暗色矿物。指火成岩中含镁铁成分较多的硅酸盐矿物的总称。主要为橄榄石类、辉石类、角闪石类和黑云母类等。岩石的颜色和相对密度常与镁铁矿物的含量多少有关。含镁铁矿物多的颜色深,相对密度较大,反之颜色浅,相对密度较小
长英质
长英质\"(felsic)在地质学中是指主要由轻的元素如硅, 氧, 铝, 钠, 钾组成的硅酸盐矿物, 岩浆, 与岩石。其颜色较浅,比重小于3. 最常见的长英质岩石是花岗岩, 此外还有石英, 白云母, 正长石, 富钠的斜长岩 长石等. 与长英质相对立的是铁镁质(或称基性)的矿物、岩石、岩浆。
酸性岩(acid rock), 往往是长英质的同义概念,指二氧化硅含量高 (大于63%的质量是SiO2)
火山岩, 如流纹岩. 与酸性岩相对是基性岩(basic rock)。
长英质岩石的分类
长英质岩石,至少要包含>75%的长英质矿物。如石英,正长石、斜长石。岩石中的长英质矿物超过90%,被称作浅色岩(leucocratic).
霏细岩(Felsite)是岩石学领域的术语,指非常细粒度的或隐晶质的浅色火山岩,在用显微镜或化学详尽分析后可能重新分类。
在某些情况下,长英质火山岩可能包含斑晶或镁铁质矿物, 常常有角闪石, 辉石或长石矿物, 可能根据其斑晶矿物命名,如“角闪霏细岩”(hornblende-bearing felsite)。
长英质岩石的化学名根据TAS分类规则。但是这仅适用于火山岩。对于长英质变质岩又没有确定的火山原岩,可以称之为\"长英质片岩\"(felsic schist). 有这样的例子,把高度剪切的花岗岩错误地当作流纹岩。
副长石
副长石又称似长石类矿物。它是硅酸盐类矿物白榴石和霞石的合称。
这两种矿物,其化学成分与长石相似,但二氧化硅成分含量较少,故称副长石或似长石类矿物。
副长石通常不被视为长石,但有时也被划入长石类矿物。
副长石矿物是在富碱而贫SiO2的条件下产生的,是碱性岩浆岩的典型矿物。
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如果岩浆岩中SiO2过饱和,就形成长石和石英(如花岗岩);如果岩浆岩中SiO2饱和,就只形成长石(如正长岩);如果SiO2不饱和,就形成副长石矿物。因此,副长石绝不与石英共生。因为当白榴石或霞石生成时,若有多余的SiO2(石英),就会与其结合而形成长石:
K2O·Al2O3·4SiO2+2SiO2—→K2O·Al2O3·6SiO2 白榴石 钾长石
Na2O·Al2O3·4SiO2+2SiO2—→Na2O·Al2O3·6SiO2
霞石 钠长石
碳酸盐类矿物
目前发现碳酸盐类矿物有101种,它们由30种元素组成,广泛分布于自然界各类岩石中。其中钙和镁的碳酸盐矿物最发育,方解石、白云石常能形成巨大的海相沉积地层。
1. 方解石。它是一种常见的碳酸盐类矿物。本是无色或白色的,但有时被铁、锰、铜
等元素染成浅黄、浅红、紫、褐黑色等。无色透明的方解石称为冰洲石。方解石硬度2.50-3.75。比重2.6-2.9。它的形态多种多样,聚形不同,晶体形态可达600余种,用途很广。石灰岩由方解石构成,广泛应用于建筑、冶金、化工等部门,还可以烧制石灰、水泥。冰洲石加工磨制成偏光镜片,在国防尖端工业上用于制作电子计算机、莱塞光开关、大屏幕显示器、滤光程度高的天文望远镜、激光测距仪等光学元件。
2. 氟碳铈矿。是我国主要的稀土资源的矿物之一。它具有鲜艳的黄色、浅绿或褐色。
玻璃或油脂光泽,透明到半透明,硬度4-4.5,比重4.72-5.12,性脆。有时有放射性和弱磁性,主要产于内蒙白云鄂博矿床中。它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。铈族元素制作的合金,提高了金属的弹性、韧性和强度,是喷气式飞机、导弹、发动机及耐热机械的重要零件。此外,还可用作防辐射线的防护外壳及各种有色玻璃等。 3.菱镁矿我国辽宁省大石桥以产出菱镁矿著名。通常是白色,浅黄色或灰色,有时带浅红色调。玻璃光泽,具有贝壳状断口,硬度4-4.5,比重2.9-3.1,性脆。它主要用于制作碱性耐火材料,如炼钢炉的炉衬、炉壁用的耐火砖、冶金砂等。除用于提炼金属镁的矿物原料外,还广泛用于建筑材料、化工、橡胶等工业。
4.白云石。是一种常见的矿物,广泛应用于人们生活中。纯的白云石雪白如霜,含铁则呈灰色至暗褐色。玻璃光泽。硬度3.5-4.0。比重2.85。晶体形态常呈菱面体,晶面弯曲成马鞍形。一般是粒状、致密块状,有时呈多孔状和肾状。广泛应用于冶金、化工、玻璃、建筑等工业。
粘土类矿物
在可浮性分类中粘土类矿物属氧化物及硅酸盐、铝硅酸盐类矿物。
粘土一般指天然产出,以含水铝硅酸为主的土状集合体。除含少量粗粒外,大部分粒度很细,直径数微米或1微米以上,其矿物组成复杂。本节的粘土(类)是指粒度极细、可浮性较差的各种极性硅(铝—硅)酸盐土状矿物原料,可以包括高岭土、耐火粘土、膨润土(蒙脱石土)、酸性白土和海泡石等。其中几个代表矿物的组成如表1。
这些粘土类矿物原料,用途相当广泛。可用作陶瓷和耐火材料的原料、纸张、橡胶、肥皂的充填剂、脱色剂、粘合剂、钻探泥浆、催化剂等等。对这类矿物原料的技术加工和产品要求,因用途不同差别很大。本节以研究较深入的高岭土为基础从浮选加工的角度,对极性粘土原料的浮选略加介绍。
高岭土原料的加工,可能包括下列过程:破碎—磨矿—浮选(磁选)—分级—漂白—浓密—过滤—干燥。其中:浮选用于脱去锐钛矿(TiO2),磁选(强磁或高梯度磁选)用于除去氧化铁。漂白用氯气、二氧化硫或硫氰化锌作漂白剂,目的是溶去铁锈等有色物质,增加产品白度(对某些粘土矿物,还要进行活化处理)。其余过程的目的和原理与一般选矿过程相同。
表1 代表性的极性粘土矿物
矿物 高岭土 埃洛石 蒙脱石 海泡石 坡缕石
其主要成分为硅酸盐或铝硅酸盐的粘土矿物,表面电位多为3~4。由于粒度小,比表面大,特别是海泡石等矿物晶体呈凹凸交替的长条形,有很大的离子交换容量,在浮选中有如下几个共同的特点:
(1)药剂消耗量大(脂肪酸类用量可以高达2.5gk/t)
(2)浮选浓度低,有较好的选择性。浮选的矿浆浓度以10%最适宜,载体浮选(背负浮选)浓度也不应高于20%。
化学式 Al2Si2O3(OH)4
(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2 H2O
Al2Si2O3 (OH)4·nH2O
Mg3Si12O30 (OH)4·(OH2)4·8H2O Mg3Si8O20 (OH)2·(OH2)4·4H2O
比重 2.609 2-2.8
零电点 其它 3.4
(3)浮选速度慢。一般浮选时间在45~100min。
(4)浮选的产品,常含有较多的残留药剂,对于产物的利用可能产生坏的影响。例如,作脱色剂污染食品或医药,作海上钻井泥浆根据药剂类型不同,对泥浆的稳定性产生不同的影响。
(5)由于低浓度的浮选,增加脱水困难和成本。
(6)优点是可以提高产物的纯度和白度,缺点是成本高。并且污染环境。
副矿物
火成岩中含量极少的矿物,一般不超过1%,在个别情况下,可达3%左右。因此,副矿物在一般分类中不起作用。常见的副矿物有:铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿、锆石、榍石、磷灰石及褐帘石等。有时也用特征性的副矿物作为命名根据,如褐帘石花岗岩、锆石花岗岩、榍石花岗岩等。查明副矿物的种类、含量、标型特征,所含微量元素等对于划分岩石类型,探讨母岩的含矿性,对于某些稀散元素的普查找矿,以及确定和对比火成岩形成的时代都有很大的意义。 在火成岩中对岩石的命名不起主要作用的任何矿物。含量少,但普遍存在时,称为次要副矿物(minor accessory)。含量较大或具有特别重要性,则称为变种副矿物(varietal accessory)或特征性副矿物(characterizing accessory),而且可以给岩石定出变种名称(例如黑云母花岗岩中的黑云母)。副矿物从特性上看是在岩浆凝固过程中形成的;与其成对照的是其後通过各种过程(如热液蚀变引起的风化作用之类)形成的次生矿物。常见的次要副矿物有︰黄玉、锆玉、刚玉、萤石、石榴子石、独居石、金红石、磁铁矿、钛铁矿、褐帘石和电气石。典型的变种副矿物有︰黑云母、白云母、角闪石、辉石和橄榄石。
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